Question

【題目】近年來(lái)，硫化銅礦的濕法冶煉技術(shù)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展�，F(xiàn)有一種催化氧化酸浸硫化銅礦的冶煉法，其工藝流程如圖所示：

反應(yīng)溫度、固液比、反應(yīng)時(shí)間、氯離子濃度都對(duì)銅的浸出率有較大的影響，下面是實(shí)驗(yàn)得出的這幾種因素對(duì)銅的浸出率影響的變化曲線圖(如圖～如圖所示)。

回答下列問(wèn)題：

（1）火法煉銅的主要反應(yīng)：①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)；

②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2；③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑；則在反應(yīng)①、②、③中被氧化的元素為_______（填元素符號(hào)）；若生成的SO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L，則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________NA；由amolCuFeS2生成a molCu，共消耗________ mol O2。

（2）寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：________________。經(jīng)查，硫黃、FeSO4·7H2O均可入藥，用途廣泛，濕法煉銅與火法煉銅相比，優(yōu)點(diǎn)是_____________________。

（3）從溶液中得到FeSO4·7H2O晶體的操作是_______________________________。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)要求，從下表中得出的最佳工藝條件為________(填字母代號(hào))。

Answer 1

【答案】（1） S 1.2 2.5a

（2）2CuS+O2+2H2SO4CuSO4+2H2O+2S 污染小，同時(shí)得到副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃，資源得到充分利用

（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（過(guò)濾不寫不扣分） （4） A

【解析】（1）①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO中S元素的化合價(jià)從+2升高為+4價(jià)，被氧化；②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2中S元素的化合價(jià)從-2升高為+4價(jià)，被氧化；③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑中S元素的化合價(jià)從+2升高為+4價(jià)，被氧化；則在反應(yīng)①、②、③中被氧化的元素為S元素；若生成的SO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L，生成SO2的物質(zhì)的量為=0.2mol,則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2mol×6NA=1.2NA；amolCuFeS2生成molCu2S，消耗2amolO2，amolCu2S氧化為Cu2O，消耗O2amol=0.5amol，共消耗2.5amolO2；

（2）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化可知，反應(yīng)Ⅰ是硫化銅和氧氣、硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅、硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuS+O2+2H2SO4=2CuSO4+2S+2H2O，火法煉鋼中產(chǎn)生有毒的二氧化硫，而濕法煉銅中不產(chǎn)生有毒氣體，故其污染性小、環(huán)保，同時(shí)濕法煉銅還得到副產(chǎn)品硫酸亞鐵晶體及其硫磺，充分利用了資源；

（3通過(guò)將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶并過(guò)濾即可得到FeSO4·7H2O；

（4）從圖1可以看出，銅的浸出率隨反應(yīng)溫度升高二增大，在為的達(dá)到95°C后，銅的浸出率隨溫度的變化不明顯，但溫度過(guò)高能耗增加，由此可知適應(yīng)的反應(yīng)溫度為95°C，圖3可以看出：固液比大于1︰5時(shí)，銅的浸出率隨固液比的增大而有所減小；固液比小于1︰5時(shí)銅的浸出率隨固液比的減小而有所下降，因此適宜的固液比為1︰5；從圖4可以看出銅的浸出率隨反應(yīng)時(shí)間增大而增大，但在反應(yīng)時(shí)間超出7h后，隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)銅的浸出率增大的很緩慢，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，即增加能耗，有降低設(shè)備利用率，故適宜的反應(yīng)時(shí)間7h；表中數(shù)據(jù)變化分析，加入氯離子能改變銅的浸出效果，但氯離子濃度超過(guò)0.8mol/L，時(shí)銅的浸出率隨氯離子濃度增加反而減小，故適宜的氯離子濃度維持在0.8mol/L；

故答案為A。